Μετατροπέας ηλεκτρικού ρεύματος

Η λειτουργία ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος εξαρτάται από την αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου του περιστρεφόμενου οπλισμού με το μαγνητικό πεδίο ενός σταθερού στάτορα. Παράγεται δύναμη στον οπλισμό καθώς ο βόρειος πόλος του οπλισμού έλκεται από τον νότιο πόλο του στάτορα (και αντίστροφα). Αυτό προκαλεί την περιστροφή του οπλισμού. Ο μεταγωγέας είναι μια συσκευή συνδεδεμένη με τον οπλισμό που διευκολύνει αυτήν την εναλλαγή ρεύματος. Η μεταγωγή είναι η πράξη εναλλαγής του πεδίου στις περιελίξεις του οπλισμού για την παροχή σταθερής ροπής προς μία κατεύθυνση.

Ο κύριος στόχος της μεταγωγής είναι να διατηρεί τη ροπή που ενεργεί στον οπλισμό στην ίδια κατεύθυνση ανά πάσα στιγμή. Ο οπλισμός παράγει εναλλασσόμενη τάση, η οποία μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα μέσω του μεταγωγέα. Με απλά λόγια, ο μεταγωγέας ελέγχει την κατεύθυνση που δείχνουν τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας τα πηνία. Το ηλεκτρικό ρεύμα θα πρέπει πάντα να ρέει "μακριά" στη μία πλευρά του πηνίου και "προς" από την άλλη.

Μετατροπέας

Ο μεταγωγέας είναι ένας ηλεκτρικός περιστρεφόμενος διακόπτης που χρησιμοποιείται σε ορισμένους τύπους γεννητριών και κινητήρων. Αυτό χρησιμοποιείται κυρίως για την αντιστροφή της κατεύθυνσης ρεύματος μεταξύ του εξωτερικού κυκλώματος και του ρότορα. Αποτελείται από έναν κύλινδρο με πολλαπλά μεταλλικά τμήματα επαφής που στηρίζονται στον περιστρεφόμενο οπλισμό του μηχανήματος. Οι βούρτσες ή οι ηλεκτρικές επαφές σχεδιάζονται ως συρόμενες επαφές από διαδοχικά τμήματα του μεταγωγέα ενώ περιστρέφεται, χρησιμοποιώντας ένα υλικό πρέσας άνθρακα δίπλα στον μεταγωγέα.

Εφαρμογή

Οι μεταγωγείς χρησιμοποιούνται σε συσκευές συνεχούς ρεύματος, όπως γεννήτριες συνεχούς ρεύματος, πολλούς κινητήρες συνεχούς ρεύματος και κινητήρες γενικής χρήσης. Ο μεταγωγέας σε έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος είναι υπεύθυνος για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος στις περιελίξεις. Η ροπή (σταθερή περιστροφική δύναμη) παράγεται αλλάζοντας την κατεύθυνση του ρεύματος εντός των περιστρεφόμενων περιελίξεων κάθε μισή στροφή.

Κατασκευή και λειτουργία μεταγωγέα

Ένας μεταγωγέας αποτελείται από μια συλλογή ράβδων επαφής που είναι προσανατολισμένες προς τον περιστρεφόμενο άξονα μιας μηχανής DC και συνδέονται με τις περιελίξεις του οπλισμού. Ο μεταγωγέας αντιστρέφει τη ροή ρεύματος μέσα σε μια περιέλιξη όταν ο άξονας περιστρέφεται. Μόλις ο άξονας ολοκληρώσει τη μισή περιστροφή για μια δεδομένη περιέλιξη οπλισμού, το τύλιγμα θα συνδεθεί έτσι ώστε το ρεύμα να ρέει μέσω αυτού προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Το ρεύμα οπλισμού αναγκάζει το ρυθμισμένο μαγνητικό πεδίο να χρησιμοποιήσει μια περιστροφική δύναμη, αντί για μια ροπή, για να κάνει τον κύκλο περιέλιξης σε έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Σε μια γεννήτρια DC, μπορεί να παρέχεται μηχανική δύναμη προς την κατεύθυνση του άξονα για να διατηρείται η περιέλιξη του οπλισμού σε κίνηση διεγείροντας ένα ρεύμα μέσα στην περιέλιξη μέσω του σταθερού μαγνητικού πεδίου. Σε αυτές τις δύο περιπτώσεις, οι μεταγωγείς θα αντιστρέφουν περιστασιακά την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος σε όλη την περιέλιξη, διασφαλίζοντας ότι η ροή του ρεύματος εντός του κυκλώματος του μηχανήματος παραμένει σε μία μόνο κατεύθυνση.

Λειτουργία commutator σε μηχανές DC

Ο μεταγωγέας λειτουργεί ως διακόπτης αντιστροφής σε μηχανές συνεχούς ρεύματος και η λειτουργία του τόσο στον κινητήρα όσο και στη γεννήτρια περιγράφεται λεπτομερώς παρακάτω.

Μετατροπέας σε μηχανές DC

Στην περίπτωση ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος, ο μεταγωγέας αντιστρέφει τη ροή του ρεύματος από μια πηγή συνεχούς ρεύματος την ακριβή στιγμή που το πηνίο του οπλισμού διασχίζει τον μαγνητικό αμερόληπτο άξονα. Αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση μιας ροπής μονής κατεύθυνσης. Ως αποτέλεσμα, ο μεταγωγέας μετατρέπει το συνεχές ρεύμα (DC) σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC).

Το επαγόμενο e.m.f μέσα στο πηνίο οπλισμού θα επηρεάσει τη φύση του μεταγωγέα σε μια γεννήτρια DC. Ως αποτέλεσμα, η ροή ρεύματος στο πηνίο οπλισμού θα μεταβληθεί. Ο μεταγωγέας θα αντιστρέψει αυτό το ρεύμα ακριβώς όταν το πηνίο του οπλισμού διασχίσει τον μαγνητικό αμερόληπτο άξονα. Έτσι, εάν το φορτίο είναι εξωτερικό της γεννήτριας, θα λάβει ρεύμα μονής κατεύθυνσης. Διαφορετικά, θα παραδοθεί DC (συνεχές ρεύμα).

Μετατροπέας δακτυλίου ολίσθησης

Ο εναλλάκτης δακτυλίου ολίσθησης είναι μια ηλεκτρομηχανική συσκευή που επιτρέπει την αποστολή ισχύος και ηλεκτρικών σημάτων από μια σταθερή σε μια περιστρεφόμενη κατασκευή. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε ηλεκτρομηχανικό σύστημα που απαιτεί μετάδοση ισχύος κατά την περιστροφή. Μπορεί να αποκαταστήσει τη μηχανική δράση, να απλοποιήσει τη λειτουργία του συστήματος και να εξαλείψει τα καλώδια που είναι επιρρεπή σε ζημιές που κρέμονται από μεταβλητούς συνδέσμους. Ο εναλλάκτης δακτυλίου ολίσθησης είναι μια μέθοδος σύνδεσης ηλεκτρικών εξαρτημάτων σε ένα περιστρεφόμενο συγκρότημα. Είναι, τεχνικά, μια ηλεκτρική συσκευή επικοινωνίας που επιτρέπει στην ενέργεια να ταξιδεύει ανάμεσα σε δύο ηλεκτρικά περιστρεφόμενα μέρη ενός κινητήρα.

Κατασκευή μεταγωγέα δακτυλίου ολίσθησης

Η δομή ενός εναλλάκτη δακτυλίου ολίσθησης περιλαμβάνει ακίνητο γραφίτη, γνωστό και ως μεταλλική επαφή, ο οποίος σκουπίζει την εξωτερική διάμετρο ενός περιστρεφόμενου μεταλλικού δακτυλίου.

Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος ή του σήματος πραγματοποιείται μέσω της σταθερής βούρτσας προς τον μεταλλικό δακτύλιο για τη δημιουργία της σύνδεσης όταν ο μεταλλικός δακτύλιος στρίβει. Εάν απαιτούνται περισσότερα από ένα ηλεκτρικά κυκλώματα, ένας επιπλέον δακτύλιος ή μια βούρτσα στοιβάζεται μαζί με τον περιστρεφόμενο άξονα.

Συμπέρασμα

Η σελίδα περιέχει όλες τις κρίσιμες πληροφορίες που πρέπει να γνωρίζει ένας μαθητής για τον εναλλάκτη σε βασικό επίπεδο, όπως η εφαρμογή, η λειτουργία, η λειτουργία του, μεταξύ άλλων. Αυτό είναι ένα ζωτικό κομμάτι εξοπλισμού για τις περισσότερες ηλεκτρικές γεννήτριες και κινητήρες. Αποτελείται από έναν κύλινδρο που αποτελείται από πολλά μεταλλικά τμήματα επαφής.